科学家创造了第一个由人工智能（AI）设计的病毒，这些病毒可以或许追踪并杀死年夜肠杆菌菌株。
“这是AI体系第一次可以或许编写联贯的基因组范围序列。”美国斯坦福年夜学的计较生物学家Brian Hie说，“下一步是AI天生的生命。”但他的同事、美国斯坦福年夜学的Samuel King增补说：“为了设计一个完备的生命有机体，需要年夜量的试验进展。”
AI设计的噬菌体可以或许传染并杀死宿主细菌。图片来历：Lee D. Simon/Science Photo Library ?
9月17日，相干研究结果宣布在预印本办事器bioRxiv。作者暗示，该研究展示了AI于为医治细菌传染设计生物技能东西及疗法方面的潜力。“咱们但愿，如许的计谋可以或许增补现有的噬菌体疗法，并于将来加强医治手腕，以靶向存眷的病原体。”Hie说。
AI模子已经被用在天生DNA序列、单一卵白质及多组分复合物。然而，因为基因之间以和基因复制及调控历程中繁杂的彼此作用，设计一个完备的基因组要坚苦患上多。Hie说，这些AI体系此刻能帮忙科学家把持高度繁杂的生物体系，例如整个基因组。“只有当你可以或许设计完备的基因组时，才能涉及很多主要的生物学功效。”
为了设计病毒基因组，研究职员利用了Evo 1及Evo 2这两种可以或许阐发及天生DNA、RNA和卵白质序列的AI模子。起首，他们需要一个设计模板，即一个肇始序列，用以指导AI模子天生具备所需特征的基因组。然后，他们选择了ΦX174，这是一种简朴的单链DNA病毒，包罗11个基因中的5386个核苷酸，以和传染宿主并于其内部复制所需的所有遗传元件。
Evo模子已经经接管了跨越200万个噬菌体基因组的练习，但研究职员进一步采用一种名为监视进修的要领对于模子举行练习，以使其可以或许天生具备传染年夜肠杆菌菌株（尤其是抗生素耐药菌株）特定功效的、近似ΦX174的病毒基因组。
研究职员评估了数千个AI天生的序列，并将搜刮规模缩小到302个有活性的噬菌体。年夜大都候选病毒与ΦX174有40%以上的核苷酸同源性，但有些候选病毒的编码序列则彻底差别。研究职员按照AI设计的基因组合成为了DNA，并将三木SEO-其插入宿主细菌中以造就噬菌体。接着，他们经由过程试验测试这些噬菌体可否传染并杀死年夜肠杆菌。于AI设计的302个噬菌体中，有16个体现出对于年夜肠杆菌的宿主特异性，可以或许传染这类细菌。AI设计的噬菌体组合可以传染并杀死3种差别的年夜肠杆菌菌株，这是野生型ΦX174没法做到的。
“这是一个相称使人惊奇的成果，也让咱们很是高兴，由于它注解这类要领于医治上可能很是有效。”King说。
“这项研究为当下可能实现的方针提供了一个使人信服的典范，也为将来更大志勃勃的运用奠基了基础。”美国冷泉港试验室的计较生物学家Peter Koo说。
Koo暗示，仅靠Evo模子自己，还有不足以于没有团队干涉干与、引导及筛选的环境下设计及天生病毒。“但我认为，作为一个总体体系，于所有筛选机制、体系及管道都就位的环境下，它多是一种实现功效性基因组的要领。”
还有有一个担心是，AI可能被用在设计风险人类的病毒。但德国海德堡年夜学的生物物理学家Kerstin G?pfrich暗示，这个被称为“两用困境”的问题并不是AI独占，而是生物学范畴一直存于的。“我认为，于一般研究中，你老是会碰到两用困境。这并不是AI所独有的，任何进展均可以被用在好的方面，也能够被用在坏的方面。”
作者于论文中暗示，已经将影响真核生物（包括人类）的病毒解除于Evo模子的练习数据以外。他们研究的ΦX174噬菌体及年夜肠杆菌宿主体系也长短致病性的，而且“于份子生物学研究中有着悠长的安全利用汗青”。
研究职员但愿他们的要领可以或许被用在安全地天生AI设计的病毒，以医治各类疾病及应答大众卫生挑战，包括日趋严重的细菌耐药性问题。
相干论文信息：https://doi.org/10.1101/2025.09.12.675911
版权声明：凡本网注明“来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，网站转载，请于正文上方注明来历及作者，且不患上对于内容作本色性改动；微信公家号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。-bevictor伟德官网
